Publikationen - DHBW Stuttgart

Publikationen
Name / Titel
Prof. Dipl.-Math. Burkard Neumayer
Burkard Neumayer, Steffen Kaup
Mathematik für Ingenieure I
Shaker Verlag, Januar 2003, ISBN: 978-3-8322-1080-9
Kurzbeschreibung:
Das Lehrbuch "Mathematik für Ingenieure I" richtet sich an Studenten des ersten Semesters
der Ingenieurwissenschaften an Hochschulen. Entsprechend der Notwendigkeit von
Mathematik in verschiedenen Anwendungen werden zunächst allgemeine Begriffe
(Komplexe Zahlen, komplexer Logarithmus und e-Funktion, Abbildungen im Komplexen)
behadelt. Die allgemeinen begriffe beinhalten einen kurz gehaltenen Abriss von Mengen,
Gruppen, Körpern, Abbildungen, Verknüpfungen sowie einen Hinweis, bei welchen
Anwendungen die einzelnen Gebiete benötigt werden. Dem schließt sich ein Teil Lineare
Algebra (Vektoren, Koordinatensysteme, linearer Vektorraum, Vektorprodukte, Matrizen,
Matrizen-Algebra, Normen, Rang einer Matrix, lineare Gleichungssysteme, Determinanten,
Eigenwerte und Eigenvektoren, HILBERT- Räume, Orthonormalsysteme, Verfahren von E.
Schmidt, Transformationen) an, worin die wichtigsten Grundlagen vermittelt werden. Der
zentrale Abbildungsbegriff wird bei der Abbildung von einem Vektorraum in einen anderen
und den damit verbundenen Auswirkungen auf den Basiswechsel ausführlich
herausgearbeitet. Ebenso wird eine Darstellung von Basis- und
Koordinatentransformationen gegeben, wodurch der Transformationsbegriff mit Blick auf
spätere Transformationen, wie beispielsweise die Laplace-Transformation, vertieft wird. An
allen relevant erscheinenden Stellen wird die allgemeine Theorie durch vollständig
durchgerechnete Beispiele vertieft, um die anwendungsbezogene Rechentechnik zu
fördern. Ebenso wird am Rande ein historischer Aspekt dahingehend mit eingebracht, dass
auf Mathematiker verwiesen wird, deren Erkenntnisse angeführt wurden und so auch eine
epochale Einordnung möglich wird.
Schlagwörter:
Ingenieurmathematik, Lineare Algebra, Mengen, Gruppen, Ring, Körper, komplexe Zahlen,
Logarithmus, Vektoren, Koordinatensystem, Vektorprodukte, Gleichungssystem,
Orthonormalsystem, Matrizen
Burkard Neumayer, Steffen Kaup
Mathematik für Ingenieure II
Shaker Verlag, Juni 2003, ISBN: 978-3-8322-1666-5
Das Lehrbuch "Mathematik für Ingenieure II" richtet sich an Studenten des zweiten und
dritten Semesters der Ingenieurwissenschaften an Hochschulen. Die Ausführungen bauen
auf dem Band "Mathematik für Ingenieure I" auf.
Publikationen
Entsprechend der Notwendigkeit von Mathematik in verschiedenen Anwendungen werden
zunächst reelle Funktionen (Begriff der Funktion, Grenzwerte von Funktionen, Stetigkeit)
behandelt. Dem schließt sich die Teile Folgen und Reihen (Zahlenfolgen, unendliche
Reihen) und Differentialrechnung mehrerer Veränderlicher (Differentialgleichungen,
Differentialrechnung, Bernoulli-Hospital, Mittelwertsatz, Integralrechnung, uneigentliche
Integrale, Partialbruchzerlegung, transzendente Funktion) an. Im letzten Teil werden
Potenzreihen (Taylorscher Satz, Mac-Laurin-Reihe, Reihenentwicklungen) vermittelt. An
allen relevant erscheinenden Stellen wird die allgemeine Theorie durch vollständig
durchgerechnete Beispiele vertieft, um die anwendungsbezogene Rechentechnik zu
fördern. Ebenso wird am Rande ein historischer Aspekt dahingehend mit eingebracht, dass
auf Mathematiker verwiesen wird, deren Erkenntnisse angeführt wurden und so auch eine
epochale Einordnung möglich
Schlagwörter:
Zahlenkörper, Reelle Funktionen, Grenzwert, Stetigkeit, Zahlenfolgen, Unendliche Reihen,
Differentialgleichungen, Differentialrechnung, Bernoulli-Hospital, Mittelwertsatz,
Integralrechnung, uneigentliche Integrale, Partialbruchzerlegung, transzendente Funktion,
Potenzreihen, Taylorscher Satz
Burkard Neumayer, Steffen Kaup
Mathematik für Ingenieure III
Shaker Verlag, Juni 2004, ISBN: 978-3-8322-2788-3
Das Lehrbuch "Mathematik für Ingenieure III" richtet sich an Studenten des dritten und
vierten Semesters der Ingenieurwissenschaften an Hochschulen. Die Ausführungen bauen
auf den beiden Bänden Mathematik für Ingenieure I und II auf. Entsprechend der
Notwendigkeit von Mathematik in verschiedenen Anwendungen werden zunächst
Gewöhnliche Differentialgleichungen (Differentialgleichungen erster Ordnung, lineare
Differentialgleichungen, Ent- bzw. Beladung eines Kondensators, Übertragungsfunktionen)
behandelt. Dem schließt sich ein Teil Differentialrechnung mehrerer Variabler (Funktionen
im n-dimensionalen Raum, partielle Ableitungen, Lagrange´sche Multiplikatoren, Vertiefung,
Taylorentwicklung) an, worin die wichtigsten Grundlagen, aufbauend auf die
Differentialrechnung einer Variablen ermittelt werden.
Im letzten Teil wird die Vektoranalysis (Vektorielle Darstellung von Kurven und Feldern,
Differentiation von Vektoren, Linien- und Kurvenintegrale, Felder, Linienintegral im
Potentialfeld, vektorwertige Funktionen, Divergenz, Rotation, Magnetfeld eines
stromdurchflossenen Leiters, Gebiete, Integralsätze von Green, Stokes und Gauß)
angesprochen. Herausgearbeitet wird der Feldbegriff und die Integration längs einer Kurve
in einem Feld. An allen relevant erscheinenden Stellen wird die allgemeine Theorie durch
vollständig durchgerechnete Beispiele vertieft, um die anwendungsbezogene
Rechentechnik zu fördern. Ebenso wird am Rande ein historischer Aspekt dahingehend mit
eingebracht, dass auf Mathematiker verwiesen wird, deren Erkenntnisse angeführt wurden
und so auch eine epochale Einordnung möglich wird.
Publikationen
Schlagwörter:
Differentialgleichungen, Differential- und Integralrechnung mehrerer Variabler,
Vektoranalysis
Steffen Kaup, Burkard Neumayer
Rechnernetze und Datensicherheit
Shaker Verlag, November 2003, ISBN: 978-3-8322-2136-2
Das Lehrbuch "Rechnernetze und Datensicherheit" richtet sich zunächst an Studenten der
Ingenieurwissenschaften und Informationstechnik, ist aber ebenfalls für den praktischen
Entwickler ohne Vorkenntnisse geeignet. Die angewandte Informatik, im Speziellen die
Wirtschaftsinformatik, hat in den vergangenen Jahren einen enormen Entwicklungs- und
Wachstumsprozess durchlebt. Das Innovationstempo in der Informationsverarbeitung bleibt
unverändert hoch, so dass sich Rechnertechnik, Betriebssysteme, als auch deren
Anwendungsprogramme eines immer kürzeren Produktlebenszyklusses erfreuen. Der
vorliegende Band vermittelt nachhaltige Einblicke in die Welt der Rechnerarchitekturen,
deren Vernetzung und Betriebssysteme. Diese Themen alleine schaffen allerdings noch
keine Wertschöpfung im Rahmen der Informationstechnologie. Um Informationen zu
vermitteln bzw. auszutauschen, ist kaum ein Medium besser geeignet als das Internet. Aus
diesem Grunde wird der Leser ausführlich mit dem Themengebiet des ‚World Wide Web’
vertraut gemacht. Es werden sowohl die Funktionsweise, die Dienste, als auch die
Programmierung des Internets anschaulich vermittelt. Der Leser ist anschließend in der
Lage, eigene anspruchsvolle Webseiten zu entwickeln und mittels Javascript Prozeduren
und Funktionen in diese zu integrieren. Das Internet bleibt so lange als
Übertragungsmedium attraktiv, wie es möglich ist, Informationen sicher zu übertragen.
Geschäftliche Daten, deren Geheimhaltung einen Wettbewerbsvorteil sichern, können auf
ihrem Weg durch das Internet kopiert oder gar gefälscht werden. Aus diesen Gründen ist es
notwendig, sich mit Methoden der Datenverschlüsselung zu beschäftigen. Das Kapitel
‚Kryptologie und Datensicherheit’ vermittelt anwendbare Methoden, die es erlauben,
vertrauliche Daten durch unsicheres Terrain zu transportieren. Es werden sowohl die
vorgestellten Verschlüsselungsalgorithmen hinsichtlich ihrer Verwundbarkeit diskutiert als
auch Möglichkeiten vorgestellt, ein Konzernverbundnetz gegenüber Zugriffen Dritter
abzugrenzen und Sicherheitslücken zu schließen. Die Erläuterungen zu Viren, Würmern
und anderen Schädlingen runden dieses Kapitel in ganzheitlicher Weise ab.
Schlagwörter:
Angewandte Informatik, Rechnertechnik, Vernetzungsarten, Physikalische Topologien,
Zugriffsverfahren, Übertragungsmedien, Betriebssysteme, Internet-Dienste, TCP/IP,
Routing, Internet-Programmierung, Kryptologie, Digitale Signaturen, Firewalls, Viren,
Trojaner
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Burkard Neumayer, Steffen Kaup
Methoden der Datenbankentwicklung, 2. überarbeitete Auflage
Shaker Verlag, August 2004, ISBN: 978-3-8322-3138-5
Das Lehrbuch "Methoden der Datenbankentwicklung" richtet sich zunächst an Studenten
der Ingenieurwissenschaften und der Informationstechnik, ist aber ebenfalls für den
praktischen Entwickler ohne Vorkenntnisse geeignet. Informationssysteme, insbesondere
Datenbanken, sind aus dem alltäglichen Leben nicht mehr wegzudenken und werden
benötigt, um Informationen dauerhaft zu speichern und gemäß spezieller Anfragen wieder
abzurufen. Die alleinige Datenhaltung ist jedoch noch lange kein Garant für Erfolg. Erst
wenn Daten unter systematischer Rücksicht zusammengefügt werden, ergibt sich hieraus
eine nutzbringende Information. Dieses hat zur Folge, dass große Datensammlungen in
adäquater und effizienter Weise erzeugt, organisiert und verwaltet werden müssen. In den
Anfängen der elektronischen Datenverarbeitung waren Datenbanksysteme noch nicht
flächendeckend bekannt. Jedes Programm speicherte seine Daten in Dateien, deren Aufbau
nur diesen proprietären Programmen bekannt war. Da diese Dateien ihren Urhebern fest
zugeordnet waren, wurden Informationen oft mehrfach redundant abgespeichert. Im Laufe
der Zeit wurden die Datenstrukturen immer komplexer und der Zugang zu diesen immer
globaler. Aus der Anforderung heraus, Aktenschränke und manuell verwaltete Dateien auf
einem aktuellen Stand zu halten, entstand die Motivation, zentralisierte
Datenverwaltungsprogramme zu entwickeln, welche als Vorläufer der heutigen
Datenbanksysteme angesehen werden können. Dem Leser wird ein ganzheitliches
Verständnis aller Phasen des Datenbankentstehungsprozesses von der
Anforderungsanalyse über den Datenbankentwurf bis hin zur Implementierung und der
Anbindung ans Internet vermittelt. Die Anforderungsanalyse lehnt sich an die standardisierte
Beschreibungssprache ‚Unified Modelling Language (UML)’ an. Es werden
Vorgehensmodelle und Methoden aufgezeigt, um Datenbanksysteme anforderungsgerecht
zu entwickeln. Relationale, objektorientierte und semantische Methoden der
Datenmodellierung werden ausführlich anhand von Beispielen erklärt und
gegenübergestellt. Da sich erfolgreiche Datenbanksysteme eines immer weiter wachsenden
Benutzerkreises erfreuen, sind im Weiteren Möglichkeiten der Skalierung von
Datenbanksystemen aufgezeigt und diskutiert. Nicht nur deren Verteilung stellt
Datenbankentwickler vor eine Herausforderung, sondern auch das Spannungsfeld zwischen
Performance und transaktionaler Sicherheit. Um Datenbanksysteme im
Mehrbenutzerbetrieb konsistent zu halten und bei etwaigen Systemabstürzen
wiederherzustellen, werden Recovery-Strategien aufgezeigt und diskutiert. Das letzte
Kapitel befasst sich mit Management- und Renditebetrachtungen, um ein Datenbankprojekt
erfolgreich und wertschöpfend durchzuführen. Dieser nützliche Leitfaden richtet sich an
Projektleiter, die sich sowohl mit Make-or-Buy-Entscheidungen herumplagen als auch einen
möglichen Wettbewerbsvorteil durch gewerblichen Rechtsschutz sicherstellen wollen.
Schlagwörter:
Vorgehensmodelle, Anforderungsanalyse mit UML, Datenmodellierung (relational,
objektorientiert und semantisch), Datenmanipulation und Ablaufsteuerung, SQL,
Makroprogrammierung, Transaktionsmanagement, Backup- und Recovery, Verteilte
Publikationen
Systeme, DataWarehousing, OLAP, Web-Integration mit PHP, Management- und
Renditebetrachtungen, Patentierbarkeit von Software
Burkard Neumayer, Steffen Kaup
Mathematik für Ingenieure III, Aufgaben und Lösungen
Verlag Wissenschaft & Kunst, Januar 2006, ISBN: 3-00-017990-9
In allen modernen technischen Studiengängen stellt Mathematik eine der zentralen
theoretischen Grundlagen dar. Dort gewonnene Modellbildungen und Fähigkeiten zum
strukturierten logischen Denken bestimmen wesentlich die Ingenieurlaufbahn. Die Teilung in
abstrakte Theorie und angewandte Praxis kann nur dann gelingen, wenn die vermittelte
Theorie durch eine Vielzahl von Übungsaufgaben vertieft wird.
Der Übungsband zum Lehrbuch "Mathematik für Ingenieure III" vertieft die vermittelten
Methoden durch repräsentative Beispiele und das detaillierte Aufzeigen von Lösungswegen.
Die Lösungen sind ausführlich gehalten, so dass ein problemloses Nacharbeiten des
dargebotenen Stoffes ermöglicht wird und somit auch zum Selbststudium geeignet ist. Die
Aufgaben wurden aus den Gebieten Gewöhnliche Differentialgleichungen, Differential- und
Integralrechnung mehrerer Variabler und Vektoranalysis entnommen und sind als Übungsund Klausuraufgaben seit vielen Jahren erprobt.
Schlagwörter:
Aufgaben und Lösungen zu Differentialgleichungen, Differential- und Integralrechnung
mehrerer Variabler und Vektoranalysis